北京市設施農業施肥現狀調研

聶 青，李 婷，徐 娜，石顏通，賈瑋瑋，曲明山

（北京市農業技術推廣站，北京 100029）

設施農業是一種現代化的農業生產方式，有著高投入、高產出、高效益的特點，并且能夠進行反季節、全年不間斷生產。根據中國設施農業網的數據，截至2022年底，我國設施農業總面積達到了1 200萬hm2，其中日光溫室面積約為200萬hm2，占設施農業總面積的16.7%；塑料大棚面積約為1 000萬hm2，占設施農業總面積的83.3%。我國已成為世界設施農業生產大國，面積和產量都居世界第1[1-2]。

近年來，北京市設施農業已成為北京市郊區農民增收的重要途徑，在保障首都“菜籃子”有效供給、拉動農業產業增值、促進農民增收、助力鄉村振興等方面發揮了極其重要的作用[3-4]。據北京市統計年鑒數據，北京市2020年設施農業播種面積2.901萬hm2，產值達到50.1億元。但在設施農業實際生產中，常因水肥管理不合理等原因，造成土壤污染、病蟲害加重、產品品質降低等現象，嚴重威脅設施農業的可持續發展。據陳清等[5]的研究結果，每年僅化肥過量投入造成的經濟損失高達1.35萬元/hm2。為了解北京市設施農業生產中養分管理上存在的問題及技術需求，本研究對北京市設施生產施肥狀況開展了調查，目的在于掌握北京市設施農業施肥狀況、變化趨勢及存在問題，估算設施生產肥料減施潛力，為制定設施農業施肥技術指導意見和減施方案提供理論依據。

1 調研內容與方法

1.1 調研方法

通過查閱統計資料、與區縣農業部門訪談交流、發放調查問卷、施肥調查系統填報等方式，調查了設施生產肥料投入總體情況。

1.2 調研項目

調查作物主要為蔬菜、草莓和西瓜，收集數據內容主要包括種植作物種類、生產基本情況、作物產量和施肥情況，施肥情況主要包括有機肥和化肥施用種類、數量及氮磷鉀養分比例等。

1.3 調研對象

調研區域包括北京市平谷、順義、密云、懷柔、通州、昌平、延慶、大興、房山共9個區，調研的農業生產主體主要包括農民專業合作社、生產園區、個體種植戶等，共收到有效樣本調查表264份。

2 調研結果與分析

2.1 北京市設施農業肥料應用總體情況

2.1.1 北京市設施農業養分投入量變化情況

從表1可以看出，設施農業生產中平均投入總養分數量減少，2021年平均投入總養分為2 139.0 kg/hm2，其中N、P2O5、K2O分別投入672.0、744.0、723.0 kg/hm2，2013年平均投入總養分為2 404.5 kg/hm2，其中N、P2O5、K2O養分投入分別為933.0、693.0、778.5 kg/hm2；與2013年養分投入狀況相比，2021年N和K2O養分的投入均呈現降低趨勢，分別降低了28.0%和7.1%，但P2O5養分的投入呈現增加趨勢，上升了7.4%。設施農業生產N∶P2O5∶K2O投入比例為1∶1.1∶1.1，P2O5養分投入偏高。

表1 設施農業平均投入養分量

2013年有機肥養分平均投入為1 860.0 kg/hm2，占投入肥料總養分的比例為77.4%；2021年有機肥養分投入量為1 641.0 kg/hm2，占投入肥料總養分的比例為76.7%。在總養分投入中，有機肥養分投入占比較大，且比例基本保持穩定，為設施農業生產主要的養分來源。與2013年相比，2021年設施生產投入總養分數量、有機肥養分數量和化肥養分數量分別降低了8.5%、11.8%和11.0%（表1）。

2.1.2 有機肥施用種類及成本分析

根據圖1可得，2016—2021年設施農業生產中投入的主要有機肥種類包括雞糞、豬糞、牛糞、羊糞、商品有機肥、生物有機肥、餅肥及其他，其中施用商品有機肥的調查主體占比最高，占比36.0%；其次為雞糞，占比30.3%；其他有機肥投入占比分別為：牛糞7.2%、羊糞7.2%、豬糞0.8%、生物有機肥9.5%、餅肥3.0%、其他6.0%，此次調查與陳清等[5]的研究結果相比，牛糞的施用頻率降低較多，而商品有機肥的施用占比提高。

圖1 設施生產有機肥施用種類及占比

近年來，北京市各郊區實施有機肥補貼政策，農民購買有機肥價格為120元/t。按照加權平均計算，2021年設施農業生產中投入有機肥用量為31.8 t/hm2，有機肥投入成本為3 816元/hm2，相比2016年減少有機肥投入成本450元/hm2。

2.1.3 化肥施用種類及成本分析

2.1.3.1 化肥施用種類占比 根據圖2調查結果分析，2016—2021年北京市設施農業生產中施用化肥品種主要包括復合肥、大量元素水溶肥、中微量元素水溶肥、含氨基酸水溶肥、含海藻酸水溶肥及含腐植酸水溶肥等。其中施用復合肥的比例最大，占比78.1%；其次為大量元素水溶肥料，占57.7%，其他化肥中含氨基酸水溶肥料占20.0%、含腐植酸水溶肥料占8.9%、含海藻酸水溶肥占5.8%、中微量元素水溶肥占10.4%。

圖2 設施生產化肥施用種類及占比

2.1.3.2 化肥投入成本分析 據北京市門市肥料系統監測數據顯示（表2），2016—2020年化肥零售價格波動不大，但在2021年價格上漲迅速，2021年14個門市的化肥平均價格均較上年有所上漲，與2016年相比，各類化肥零售價格漲幅在15.0%～45.6%，平均漲幅為23.3%。如按45%含量的復混肥投入用量計算，2021年設施生產平均投入化肥成本相比2016年增加了885.0元/hm2。

表2 門市系統的主要化肥價格變化 元/t

2.2 設施蔬菜施肥技術應用現狀

此次調查蔬菜主要包括番茄、黃瓜、茄子、彩椒、生菜、芹菜及豇豆等。

2.2.1 設施蔬菜生產有機肥投入現狀

設施蔬菜生產主體都比較重視有機肥料投入，且有機肥都作為底肥施入。如圖3所示，底肥施肥中92.1%的生產主體都施入了有機肥，其中79.42%的主體施用了商品有機肥，用量大多在30～45 t/hm2之間，平均用量為40.5 t/hm2，投入量偏大，有機肥投入中N、P2O5、K2O平均含量為604.5、699.0、663.0 kg/hm2，分別占總養分投入量的77.3%、79.5%、74.8%。施用自制糞肥和生物有機肥的農戶較少，占比分別為8.82%和2.94%，有8.82%的農戶在底肥施用時未施有機肥。

圖3 設施蔬菜底施有機肥情況

2.2.2 設施蔬菜生產化肥投入現狀

設施蔬菜生產中底施化肥的用量在逐步減少，其中47.4%的主體施用了底肥化肥。如表3所示，果類蔬菜底肥化肥養分投入總量為324.0 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O投入比例為1∶1.1∶1.2；葉類蔬菜底肥化肥養分投入總量為249.0 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O投入比例為1∶1.2∶0.9。所有設施蔬菜生產主體都施用了化肥追肥，其中果類蔬菜追肥投入總養分為256.5 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O投入比例為1∶0.9∶1.4；葉類蔬菜追肥投入總養分為88.5 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O投入比例為1∶1∶1。果類蔬菜基肥與追肥比例為1∶0.79，葉類蔬菜基肥與追肥比例為1∶0.35。

表3 北京市設施蔬菜化肥施用情況

2.2.3 新型肥料和中微量元素肥料投入現狀

僅有2.6%的設施蔬菜生產主體在底肥中施用了菌肥和黃腐酸肥，5.2%的生產主體追施了腐植酸肥料或酵素等新型肥料，5.2%的生產主體在設施果類蔬菜坐果期追施了鈣肥，總體上看，新型肥料、中微量元素和有益元素肥料在設施蔬菜生產中應用較少。

2.2.4 設施蔬菜生產偏生產力分析

設施果類蔬菜平均產量為54 945 kg/hm2，投入有機無機養分N、P2O5、K2O含量分別達到781.5、879.0、886.5 kg/hm2，N、P2O5、K2O肥料偏生產力分別為70.3、62.5、62.0 kg/kg。秋大棚番茄生產目標產量為4 000 kg時，帶走養分量N、P2O5、K2O分別為150.0、25.5、195.0 kg/hm2，按照此目標產量計算，此次調查設施果類蔬菜偏生產力較低，肥料用量偏高，會造成肥料大量浪費，肥料減量潛力較大。設施葉類蔬菜平均產量59 400 kg/hm2，投入有機無機養分N、P2O5、K2O含量分別達到576.0、633.0、585.0 kg/hm2，N、P2O5、K2O肥料偏生產力分別為103.1、93.8、101.5 kg/kg，整體偏低，生產用肥減量空間較大。

2.3 設施西瓜施肥技術應用現狀

2.3.1 設施西瓜生產有機肥投入現狀

設施西瓜生產中有機肥全部用作底肥施入，以667 m2施用1.0～3.0 t為主，追肥中未施用有機肥。表4結果顯示，有機肥中雞糞占比最高達47.1%，豬糞占1.7%，牛糞占10.1%，商品有機肥占19.3%，生物有機肥占17.6%，其他類型有機肥占4.2%。

表4 設施西瓜生產不同類型有機肥使用占比 %

2.3.2 設施西瓜生產化肥投入現狀

全生育期化肥N、P2O5、K2O投入量分別為246.0、228.0、324.0 kg/hm2，分別占有機無機養分總和的31.9%、27.8%、38.3%；N、P2O5、K2O比例和基肥、追肥比例分別為1∶4.2∶3和3∶10。

2.3.3 設施西瓜新型肥料結構占比現狀

除了常規的復合肥，農戶對新型肥料有一定的認知并有嘗試使用，如圖4所示，26%的主體只施用普通水溶肥，74%的主體選擇配合使用新型肥料，其中菌肥占26%，含海藻酸水溶肥占11%，含腐植酸水溶肥占16%，其他如魚蛋白或者多種成分復合的新型肥料占比21%。

圖4 設施西瓜新型肥料結構

2.3.4 施肥量與產量相關性分析

通過對施肥量與西瓜產量的數學方程擬合，發現二者間并無顯著相關性，這可能是與調查地塊都常年種植西瓜，農戶習慣施肥量較大，基礎地力水平較高有關，也可能與此次調研農戶的總體用肥量較高有關；采用滴灌、微噴等節水灌溉的農戶較采用傳統溝灌方式可節肥約90.0 kg/hm2。

2.4 設施草莓施肥技術應用現狀

2.4.1 設施草莓生產有機肥投入現狀

各有機肥種類施用占比情況如表5。生產主體設施草莓平均產量為36 339.0 kg/hm2，有機肥平均用量為30 942 kg/hm2，平均養分含量為1 744.5 kg/hm2，其中N、P2O5、K2O分別為550.5、628.5 kg/hm2和565.5 kg/hm2。

表5 設施草莓生產不同類型有機肥施用量及占比

2.4.2 設施草莓生產化肥投入現狀

設施草莓平均投入化肥養分量為522 kg/hm2，其中N、P2O5、K2O分別為136.5、190.5、193.5 kg/hm2，比例為1∶1.4∶1.4。基施化肥平均投入量為270.0 kg/hm2，占化肥（基肥＋追肥）養分投入總量的51.8%。N、P2O5、K2O投入量分別為67.5、126.0、76.5 kg/hm2；追肥平均化肥養分投入量為252 kg/hm2，其中N、P2O5、K2O投入量分別為69.0、64.5、117.0 kg/hm2。

2.4.3 肥料投入與產量相關性分析

調研的養分投入量總體超出了草莓的需求量，特別是磷肥，較需求量高出645.8%；化肥的基肥追肥比例為5.2∶4.8，基肥比例偏高。調研數據顯示，草莓產量分布在25 005.0～52 500.0 kg/hm2范圍內，平均產量為36 339.0 kg/hm2。調研結果中相同養分投入下的產量可能很高，也可能很低，故在此次調研的農戶中，肥料施用量并不是設施草莓產量的主要限制因子，可能與調研樣本的土壤肥力較高有關。

3 存在問題

3.1 總養分投入過量

2021年北京市設施農業生產平均投入總養分為2 139 kg/hm2，雖然相較于2013年有降低趨勢，但總體上仍然存在投入過量的問題，這與劉衎等[6]的調查結果一致。調研樣本中，有機肥投入也存在部分過量的問題，12.3%調研樣本中有機肥每667 m2投入量達到了3 t以上，有機肥投入平均養分量占投入肥料總養分的比例為76.7%，超過了設施蔬菜和西瓜的有機肥推薦用量。

3.2 大量元素養分比例不適于設施生產

此次調研中發現在設施生產中N、P2O5、K2O養分投入比例為1∶1.1∶1.1，而果類蔬菜和西瓜實際生產中需要的營養養分比例為1∶（0.3～0.5）∶（1.3～1.5），磷的用量遠遠超過了作物所需要的養分量。過量的磷肥投入會造成養分浪費和土壤養分累積，從而導致土壤富營養化和鹽漬化等問題[7-8]。張銀花[9]研究認為，磷過量可引起早衰，還會間接抑制對鋅、鐵、鈣等元素的吸收，造成生理病害。

3.3 蔬菜種植戶對中微量元素和新型功能性肥料重視程度不夠

與經濟效益相對比較高的西瓜和草莓相比，在設施蔬菜生產中，腐植酸肥料、氨基酸肥料等新型功能性肥料以及中微量元素肥料投入偏少，農民重視程度較低。施用菌肥、腐植酸肥料等生產主體不足8%，在設施果類蔬菜坐果期追施了鈣肥的生產主體僅有5.2%，總體上來看，新型肥料、中微量元素和有益元素肥料在設施蔬菜生產中應用較少。

4 對策建議

4.1 加大對測土配方施肥技術推廣的支持

肥料過量投入和養分比例失調既造成肥料浪費，又會污染環境，各級政府部門和技術推廣部門應加大科學施肥的推廣力度，加強測土配方施肥技術的推廣應用，避免肥料的浪費和環境污染[10]。

4.2 堅持有機肥補貼政策

有機肥對土壤結構和理化性質有一定的改善作用，同時能夠提高設施栽培作物的產品品質。各級政府部門應持續加強有機肥補貼，但在選擇補貼有機肥時，應注意選擇磷養分含量較低的有機肥，避免造成養分的浪費和對土壤的污染。

4.3 加大對新型肥料研發篩選的政策支持

功能性新型肥料對改良土壤、提升產品品質等具有不同的功效，并可部分替代化肥產品，減少化肥用量。因此，建議各級政府部門加強對新型肥料研發和篩選的支持，選擇性替代化肥的使用，減少化肥用量。